Британские ученые объяснили необходимость долгого сна у маленьких животных
Биологи нашли свидетельства необходимости сна для работоспособности энергетических органелл клетки (митохондрий), 16 июля сообщили ученые из Оксфорда в статье журнала Nature.
В статье исследователи делают вывод, что переход к аэробному (кислородному) дыханию, который произошел из-за резких всплесков роста концентрации кислорода в атмосфере 2,5 млрд лет назад и 750–570 млн лет назад, неизбежно привел к появлению сна.
«Это позволило эукариотам максимально увеличить выход свободной энергии при переносе электронов, подготовив почву для кембрийского взрыва многоклеточной жизни после второй кислородной революции. Появились энергозатратные нервные системы, а вместе с ними, по-видимому, и потребность во сне», — пишут в статье ученые.
Исследователи использовали как метод генной онтологии, который позволил выявить 122 гена, изменяющих свою активность при депривации сна у мух-дрозофил, так и метод фото-энергетизации митохондрий у генно-модифицированных дрозофил. При депривации сна митохондрии накапливали оксиданты, фрагментировались и формировали избыточные связи с эндоплазматическим ретикулумом. Эти изменения обратимы, если перенаправить поток электронов от митохондрий, позволяя им чиниться. Этого можно достичь как позволяя мухам спать, так и используя фото-энергетизацию, которая существенно сокращает время сна.
Результаты исследования позволяют объяснить, почему маленькие млекопитающие с быстрым метаболизмом и высокой температурой тела спят больше и живут относительно недолго.
Работу провела группа европейских молекулярных биологов под руководством профессора Оксфордского университета (Великобритания) Геро Мизенбека.
Напомним, есть несколько объяснений биологической функциональности сна и авторы статьи признают, что предложили еще один и существуют другие функции, такие как восстановление синаптической пластичности и консолидация памяти. Помимо этого, в научном обороте есть данные о необходимости сна для клеточной репарации ДНК во время сна, которая практически не происходит при бодрствовании, а также для висцеральной регуляции внутренних органов.
